Författare:Maxine Canvin och Finley Forwood är studenter i MSc Sustainable Aquaculture-programmet vid School of Biological and Marine Sciences vid University of Plymouth. De är också vinnare av 2021 års Mycotoxin Aquaculture Challenge med stöd av BIOMIN.
I USA, Enbart aflatoxin förutspås kosta från 52,1 miljoner USD till 1,66 miljarder USD årligen i förluster för livsmedels- och fodermajsindustrin. Dessa kostnader har också stor påverkan inom vattenbruksindustrin, från växtodlare, till vattenbrukare och potentiellt till konsumenter. Över 700 mykotoxiner har identifierats globalt, men många av deras effekter på vattenlevande arter upptäcks fortfarande.
Mykotoxiner i vattenbruk
Aflatoxiner, zearalenon, fumonisiner och richothecenes och ochratoxin är de mykotoxiner som globalt sett är störst närvarande. Mykotoxiner är sekundära metaboliter som produceras av en mängd olika svampar, förorenande växtbaserade ingredienser i vattenfoder. De primära svamparna som utgör ett hot mot vattenbruket inkluderar:
- Aspergillus sp.
- Fusarium sp.
- Penicillium sp.
Sedan 1995 har andelen fiskmjöl och fiskolja i foder minskat, med växtbaserade ingredienser som blir allt populärare. Växtbaserade ingredienser är ett mer hållbart och prisvärt alternativ till fiskmjöl och fiskolja, som, även om det ger önskvärda näringsfördelar, är svaga inför sin miljöpåverkan och ekonomiska kostnader.
Med detta skifte, växtbaserat foder är nu de primära proteinkällorna för arter inklusive tilapia, lax och räkor. Även under tillväxt, växter är mottagliga för kontaminering, speciellt under extrema förhållanden, som svåra heta anfall, fuktigt väder och insektssvärmar.
Vidare, med framtida konsekvenser av global uppvärmning, mykotoxiner kommer att bli vanligare. Dessutom, när foderråvaror lagras under dåliga förhållanden, speciellt kombinationen av värme och fuktighet, riskerna för mykotoxinkontamination ökar.
Mykotoxiner och deras effekter
Symtomen på mykotoxinkontamination, allmänt kallad mykotoxikos, att fisk möter skiljer sig mycket. Från minskningar av foderomvandlingskvoter (FCR) som resulterar i problem som sträcker sig från viktminskning och minskning av reproduktiv kondition till cancereffekter och nedsatt immunförsvar, samtidigt som det ökar risken för virus- och bakterieinfektioner.
En konsekvens av dessa effekter, som kan verka synergistiskt, är ökad dödlighet. I allmänhet, ungfisk påverkas mer negativt än sina mogna motsvarigheter och effekterna mellan arterna skiljer sig markant.
Dessutom, sannolikheten för samtidig förekomst av mykotoxiner i foder är hög, orsakar synergistiska eller additiva effekter av mykotoxiner. Dessa effekter är för närvarande i stort sett okända. Dock, exponering för flera mykotoxiner tros förvärra redan existerande mykotoxininducerade symtom.
Vidare, bioackumulering av mykotoxiner har observerats i skaldjur, som musslor, utgör ett hot mot människors hälsa, med aflatoxin B1 erkänt som det mest naturligt förekommande cancerframkallande ämnet, samt överföring av mykotoxiner uppför näringskedjorna.
Det finns en betydande variation i odlade arters mottaglighet för mykotoxiner. Identifiering av de mest påverkande mykotoxinerna för varje art kommer att avslöja de bästa metoderna för att bekämpa dem på produktions- och marknadsnivå, minska riskerna för både djur och konsumenter.
Upptäcker, förebygga och bekämpa mykotoxiner
Som det gamla ordspråket säger, "förebyggande är det bästa botemedlet", Genom att använda rätt strategier minskar därför risken för att mykotoxiner sprider sig under före och efter skörd. Förfarandena före skörd omfattar "god jordbrukssed" (GAP) och "god tillverkningssed" (GMP), minskar sannolikheten för svamptillväxt och mykotoxinproduktion.
Mykotoxiner är svåra att helt avlägsna från spannmål, därför bör det första steget i foderproduktionen vara korrekt identifiering av prevalensen och nivåerna av kontaminering av mykotoxiner. Tandemmasspektrometri (HPLC MS/MS) anses vara den mest pålitliga metoden känd som "Gold Standard" för identifiering av mykotoxiner, eftersom det passar bäst för industriklassade vattenfoderföretag. Under omständigheter där snabb identifiering krävs kan immunanalysbaserade strategier (ELISA) också användas på grund av dess praktiska funktion.
Men vilka är de accepterade nivåerna av mykotoxiner i vattenfoder? EU:s myndigheter har fastställt vägledningsnivåer för mykotoxiner; dock, dessa nivåer underskattar den största utmaningen som vattenfoderindustrin står inför. Även subkliniska effekter orsakade av mykotoxiner leder till betydande produktions- och ekonomiska förluster. Därför, vaksamhet är nyckeln till att förebygga och hantera kontaminering.
Om mykotoxikos upptäcks hos fisk, behandling är ofta misslyckad. Istället, Förebyggandet av mykotoxinkontaminering av foder bör prioriteras. Detta kan uppnås genom att säkerställa att foder lagras på lämpligt sätt, under kyla, torra förhållanden, tillsats av mögelhämmare och toxinbindemedel till foder. För dem som inte producerar sitt eget foder och är beroende av import, det senare är ett måste.
En alternativ proteinkälla till växtbaserade ingredienser är insektsmat, som inte verkar koncentrera mykotoxiner. Vattenfoderindustrin har visat stort intresse för insektsmjöl eftersom det finns potential att leverera vattenfoder. Särskilt intresse från det vetenskapliga samfundet har visats för larver av svarta soldatflugor, vanliga husfluglarver och gul mjölmask.
Betydande forskning bedrivs för att förbättra befintliga och utveckla nya metoder för att bekämpa mykotoxiner i händelse av att proverna återkommer positivt. Medan kemiska procedurer anses vara osäkra för mänsklig konsumtion och minskar ingrediensens näringsvärde, fysiska och biologiska metoder är genomförbara alternativ.
I denna roll, användningen av fodertillsatser är avgörande för att förhindra mykotoxikos hos vattenbruksarter. Olika strategier kan användas för varje mykotoxinprofil, det finns tre huvudsakliga:adsorption, biotransformation och bioskydd. Adsorption används för att avlägsna adsorberbara mykotoxiner, såsom aflatoxin (AFLA), som kan bindas till ytan av mineralbindemedel.
Biotransformation används framgångsrikt för att avgifta icke-adsorberbara mykotoxiner, inklusive deoxynivalenol (DON), zearalenon (ZEN) och fumonisiner (FUM) till mindre giftiga föreningar. Processen sker med hjälp av mikroorganismer eller specialiserade enzymer.
Till sist, bioskydd ger stöd till lever- och tarmhälsa, som är de viktigaste organen som påverkas av mykotoxiner. Nya metoder för avlägsnande visar betydande potential att bidra till den arsenal av förebyggande åtgärder som finns tillgängliga.
Mykotoxiner:ett oundvikligt hot mot odlade arter
Mykotoxiner är för närvarande ett oundvikligt hot mot odlade arter som matas med växtbaserade ingredienser. Detta hot förvärras av den globala uppvärmningen, eftersom stigande temperaturer fortsätter att generera extrema miljöförhållanden, främjande av mykotoxinprevalens och samtidig förekomst i foder.
Som intressenter, oavsett om du är veterinär, nutritionister, foderberedare eller företagsägare, att förstå mykotoxiner och deras hot är fundamentalt viktigt för effektiva, säker och lönsam drift av ditt företag. Om du producerar fisk för mänsklig konsumtion, då är du också ansvarig för att tillhandahålla fisk som uppfyller livsmedelssäkerhetsnormerna.
I mykotoxiner i vattenbruk, Biomin tillhandahåller en omfattande guide till mykotoxiner för producenter och forskare. Den fortsatta forskningen och investeringarna i mykotoxiner och deras lösningar kommer att bidra till att tillhandahålla lösningar för att hantera deras växande hot mot vattenbruksindustrin.
Om den här artikeln har intresserat dig, vänligen skanna QR-koden ovan för att se resurserna vi använde och forskning som vi inte kunde utforska fullt ut.
